Come mai negli USA si usano 120 volt

Lo standard di 120 V 60 Hz per la distribuzione di energia elettrica non viene utilizzata solo in America, ma anche in molti altri paesi del mondo: Canada, Giappone, Filippine, Guatemala ecc. Quello di 220 V a 50 Hz è lo standard più adottato. Questo perché subito la scoperta dell’elettricità non c’era un organo che dava delle direttive in merito, c’erano piccoli produttori di apparecchi e centrali che facevano ognuno quello che volevano. Solo in seguito, visto il largo impiego di questa nuova forma di energia, si è deciso di porre rimedio a tutte quelle problematiche tipo lampade che si bruciavano, apparecchi che funzionavano male o motori che giravano più lentamente se alimentati da un’altra presa, ecc. In Europa si è deciso quindi di adottare lo standard che abbiamo oggi cioè i 220/240 V 50 Hz (che poi è lo standard civile, quello industriale è 380/400 V 50 Hz).


mondo

 

Ogni standard porta i suoi vantaggi e offre i suoi svantaggi.

Con una tensione più alta (240 V) si hanno apparecchi che hanno bisogno di una corrente più bassa, questo porta ad una serie di conseguenze:

  1. conduttori più piccoli;
  2. minori perdite nelle linee di distribuzione in quanto dipendono dal quadrato della corrente;
  3. sistema elettrico più stabile (i black out sono infatti molto più frequenti in America);

Per quanto riguarda il consumo di energia esso è identico in quanto dipende da tre fattori:

la corrente, la tensione e il numero di ore di utilizzazione. Cioè è data da Consumo = V·I·h (kWh = chilowattora). A pari numero di utilizzazione e potenza (kW), si ha una tensione più alta ma una corrente più piccola mentre gli americani hanno una corrente più alta ma una tensione più bassa.

Insomma ogni paese adatta il suo standard. Cerca però anche di far in modo che questo standard valga anche per il suo “vicino di casa” per poter garantire un mutuo soccorso in caso di deficit di produzione di energia all’interno dei propri territori. Così gli Usa e il Canada hanno lo stesso standard e gli stati europei idem.

Vediamo a cosa è legata la scelta 120 V 60 Hz negli Stati Uniti.

La scelta dei 120 Volt nella distribuzione domestica USA è dettata da motivi di sicurezza essendo questo voltaggio quasi mai mortale (mentre il 240 V a volte lo è) scelta facilitata dall’ampia disponibilità di rame, per lo più sudamericano, a basso costo per usi industriali di potenza usano il 240 V paesi in Sud America e Giappone hanno anche voltaggio basso derivato da una sudditanza tecnologica con gli USA.

Molto più sicuro sarebbe avere il 120 V anche in Italia, ma questo costa molto in rame dovendo i cavi avere sezione maggiore per uguagliare le perdite di trasmissione.

In Italia si ha 230 V teoricamente 220 V praticamente nella distribuzione dell’energia risparmiando rispetto al 120 V e risparmiando rame nelle apparecchiature elettriche dal momento che un apparecchio con la stessa potenza in Italia assorbe metà della corrente con la possibilità quindi di ridurre la sezione dei conduttori.

Quando si progetta qualcosa, ciò che viene fuori è sempre il frutto di un compromesso fra varie esigenze. Nel nostro caso (semplificando molto il discorso), P = V · I (cioè la potenza elettrica che si vuole trasmettere è data dal prodotto della tensione per la corrente). Se si deve trasportare una certa P lo si può fare con V grande ed I piccola, oppure viceversa V piccola ed I grande. Ciò detto veniamo al punto: tensione V più grande significa spendere di più per gli isolamenti e la sicurezza, ma si hanno minori perdite sulle linee; corrente I più grande significa spendere di più per i cavi elettrici (devono essere più grossi altrimenti si bruciano) e si hanno maggiori perdite di potenza sulle linee.

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